(57)【要約】  内燃機関の排気浄化装置において、内燃機関の排気通路に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒と、選択還元型ＮＯｘ触媒の上流側の排気通路に設けられた酸化機能を有する触媒であって、その酸化用の貴金属を担持する担体が塩基性担体で形成された上流側酸化触媒と、選択還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気に還元剤を供給する還元剤供給部と、を備える。これにより、排気通路に酸化触媒と選択還元型ＮＯｘ触媒とを有する内燃機関の排気浄化装置において、酸化触媒がＳＯｘ被毒を起こしても、選択還元型ＮＯｘ触媒によるＮＯｘの還元効率が好適に維持される。
2011125205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒の上流側の前記排気通路に設けられた酸化機能を有する触媒であって、その酸化用の貴金属を担持する担体が塩基性担体で形成された上流側酸化触媒と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気に還元剤を供給する還元剤供給部と、
を備える、内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記上流側酸化触媒は、ＳＯｘ被毒していない状態において、その酸化能がＳＯｘ被毒が進行している状態と比べて最も低くなるように形成されている、
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記上流側酸化触媒のＳＯｘ被毒の被毒量を検出又は推定する被毒検出部を更に備え、
前記還元剤供給部は、前記被毒検出部によって検出又は推定される前記上流側酸化触媒のＳＯｘ被毒量が大きくなるに従い、前記排気への還元剤の供給量を減少させる、
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記還元剤は、アンモニア由来の化合物、アンモニアを含む組成物、または前記内燃機関の燃料のうち少なくとも何れかである、
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関からの排気に含まれるＮＯｘを浄化するために、選択還元型ＮＯｘ触媒が使用される場合がある。この選択還元型ＮＯｘ触媒では、排気中のＮＯとＮＯ２の比率によってＮＯｘの還元効率が変動することが知られている。そこで、排気中のＮＯとＮＯ２の比率に基づいて、排気に供給される還元剤としての尿素量を制御する技術が開示されている（たとえば、特許文献１を参照）。当該技術では、排気中のＮＯとＮＯ２の比率を約１：１とするべく、選択還元型ＮＯｘ触媒の上流側に酸化触媒を設け、そして当該比率に基づいた尿素の排気への供給制御を行うことで、効率的なＮＯｘ浄化を目指している。【０００３】
また、上記のように排気の流れにおいて、酸化触媒と選択還元型ＮＯｘ触媒を順に配置したとき、当該酸化触媒が排気中のＳＯｘにより被毒した状態となると、その酸化能が低下するため、選択還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気中のＮＯとＮＯ２の比率を所望の値とすることが困難となる。そこで、当該酸化触媒の更に上流側にＮＯｘ吸着触媒を設け、排気中のＳＯｘをそこで吸着することで、酸化触媒の酸化能が低下することを抑制する技術が開示されている（たとえば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１００７００号公報
【特許文献２】特開２００９−４７０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のとおり、選択還元型ＮＯｘ触媒によるＮＯｘ浄化を行う場合、そこに流れ込む排気中のＮＯとＮＯ２の比率によって、ＮＯｘの還元効率が変動することが知られている。そして、選択還元型ＮＯｘ触媒の上流側に酸化触媒を設け、排気中のＮＯをＮＯ２へ酸化することで、そこでのＮＯとＮＯ２の比率を還元効率が良好となる値とされる。しかし、酸化触媒のＳＯｘ被毒によりその酸化能が低下した場合、排気中のＮＯとＮＯ２の比率が望ましい値から外れ、選択還元型ＮＯｘ触媒の還元効率が低下してしまう。【０００６】
このような場合、酸化触媒の酸化能が低下したときには、選択還元型ＮＯｘ触媒での還元効率を維持するために、排気への還元剤の供給量の増量が行われる。この結果、選択還元型ＮＯｘ触媒で蓄積される還元成分量が増えることになるため、その還元成分が選択還元型ＮＯｘ触媒の下流側に流れ出てしまい、外部環境への好ましくない影響や、還元剤の無駄な消費等が懸念される。【０００７】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、排気通路に酸化触媒と選択還元型ＮＯｘ触媒とを有する内燃機関の排気浄化装置において、酸化触媒がＳＯｘ被毒を起こしても、選択還元型ＮＯｘ触媒によるＮＯｘの還元効率を好適に維持することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明においては、上記課題を解決するために、酸化触媒の構成に着目した。すなわち、酸化のための貴金属を担持する担体を塩基性担体とすることで、酸化触媒のＳＯｘ被毒時における酸化能の低下を抑制し、以て選択還元型ＮＯｘ触媒によるＮＯｘの還元効率を好適に維持することを可能とする。【０００９】
そこで、詳細には、本発明は、内燃機関の排気浄化装置であって、内燃機関の排気通路に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒と、前記選択還元型ＮＯｘ触媒の上流側の前記排気通路に設けられた酸化機能を有する触媒であって、その酸化用の貴金属を担持する担体が塩基性担体で形成された上流側酸化触媒と、前記選択還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気に還元剤を供給する還元剤供給部と、を備える。【００１０】
排気中のＮＯｘを還元しその浄化を行う選択還元型ＮＯｘ触媒については、排気中に含まれるＮＯとＮＯ２の比率に応じてその還元効率が変動することが知られている。そして、一般的な内燃機関の運転状態では、排気中でのＮＯとＮＯ２の比率が、良好な還元効率を発揮するための比率と比べてＮＯが占める割合が大きいものとなる傾向がある。そこで、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、選択還元型ＮＯｘ触媒の上流側に上流側酸化触媒を設置することで、選択還元型ＮＯｘ触媒に流れ込む排気中のＮＯとＮＯ２の比率を、良好な還元効率が得られる比率とすることが行われる。【００１１】
さらに、上記上流側酸化触媒では、酸化能を発揮する貴金属を担持する担体が塩基性単体で形成されている。このように塩基性担体を採用することで、貴金属をより微粒化した状態で担持することが可能となり、その酸化能の効果的に発揮できる構成となるが、一方で、担体自体が塩基性となっているため、貴金属が本来発揮する酸化能の一部が抑制された状態で、酸化触媒として上記上流側酸化触媒が形成されることになる。このような特性を有する上流側酸化触媒であるが、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置に組み込まれると、その酸化能により排気中のＮＯとＮＯ２の比率が、良好な還元効率となる比率に調整できるように、貴金属と塩基性担体の成分は調整されるのが望ましい。これにより、還元剤供給部によって供給された還元剤で、選択還元型ＮＯｘ触媒によりＮＯｘの還元処理が好適に行われることになる。【００１２】
ここで、上流側酸化触媒が、内燃機関からの排気に含まれるＳＯｘによって被毒されると、その担体である塩基性担体の塩基性が低下することになり、その結果、塩基性担体によって抑制されていた貴金属の酸化能が活性化されることになる。すなわち、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、上流側酸化触媒がＳＯｘ被毒するに従い、その酸化能は逆に活性化され、ＮＯからＮＯ２への酸化はより効率的に実施されることになる。選択還元型ＮＯｘ触媒においては、現実的な範囲で排気中に占めるＮＯ２の割合が多くなるほど、その還元効率は良好になることを踏まえると、上記のように上流側酸化触媒の酸化能が活性化されることで、そのＳＯｘ被毒に影響されにくいＮＯｘの還元浄化を実現することができる。言い換えれば、上記内燃機関の排気浄化装置において、前記上流側酸化触媒は、ＳＯｘ被毒していない状態において、その酸化能がＳＯｘ被毒が進行している状態と比べて最も低くなるように形成される。これにより、ＮＯからＮＯ２への酸化は好適に維持されることになるため、排気浄化装置として、ＳＯｘ被毒に影響されにくいＮＯｘの還元浄化が可能となる。なお、従来の酸化触媒では、そのＳＯｘ被毒が進むにつれて酸化触媒の酸化能は低下していたことを踏まえると、本発明に係る上流側酸化触媒の上記酸化能の活性化は新たな知見であり、従来にはない効果的なＮＯｘの還元浄化が実現されることとなる。【００１３】
ここで、上記内燃機関の排気浄化装置において、前記上流側酸化触媒のＳＯｘ被毒の被毒量を検出又は推定する被毒検出部を更に備える構成としてもよく、この場合、前記還元剤供給部は、前記被毒検出部によって検出又は推定される前記上流側酸化触媒のＳＯｘ被毒量が大きくなるに従い、前記排気への還元剤の供給量を減少させる。本発明に係る上流側酸化触媒においては、上記のとおり、ＳＯｘ被毒をすることでその塩基性担体の塩基性低下に起因して、酸化触媒としての酸化能が活性化することから、ＮＯ２の生成能が好適に維持される。その結果、選択還元型ＮＯｘ触媒に供給される還元剤の量を減らしても、そこでのＮＯｘの還元効率を良好な状態に維持することが可能となる。これにより、ＮＯｘの還元浄化を行うに当たり消費される還元剤の量を抑制することができ、また選択還元型ＮＯｘ触媒に供給され、そこに蓄積された還元剤が、外部に放出される可能性を低減することが可能となる。【００１４】
なお、上述までの内燃機関の排気浄化装置においては、前記還元剤の一例として、アンモニア由来の化合物、アンモニアを含む組成物、または前記内燃機関の燃料のうち少なくとも何れかを採用することができる。また、その他の還元剤も好適に採用することが可能である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、排気通路に酸化触媒と選択還元型ＮＯｘ触媒とを有する内燃機関の排気浄化装置において、酸化触媒がＳＯｘ被毒を起こしても、選択還元型ＮＯｘ触媒によるＮＯｘの還元効率を好適に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に係る内燃機関の排気浄化装置の概略構成を示す図である。
【図２】内燃機関の排気浄化装置で使用される酸化触媒の、ＳＯｘ被毒前後の酸化能の変化を示す図である。
【図３】図１に示す内燃機関の排気浄化装置において実行される、排気の浄化のための処理のフローチャートである。
【図４】図３に示す排気浄化処理で行われる、尿素供給における供給量の推移を示す図である。
【図５】図３に示す排気浄化処理が行われる際の、酸化触媒の酸化能、尿素供給量、選択還元型ＮＯｘ触媒での尿素蓄積量の推移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、図面を参照して本発明の実施形態に係る、内燃機関の排気浄化装置について説明する。なお、以下の実施形態の構成は例示であり、本発明はこの実施の形態の構成に限定されるものではない。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の実施例に係る内燃機関とその排気浄化装置の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、４つの気筒を有する水冷式の４サイクル・ディーゼルエンジンである。そして本実施例では、排気浄化のために選択還元型ＮＯｘ触媒（以降、単に「ＮＯｘ触媒」という）を用いる尿素ＳＣＲシステムを採用している。ここで、内燃機関１には、排気の排出用に排気通路２が接続されている。この排気通路２の途中には、選択還元型ＮＯｘ触媒としてのＮＯｘ触媒５が設置され、その上流側に排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するフィルタ４と、更にその上流側に酸化触媒（本発明に係る上流側酸化触媒に相当する）３がそれぞれ設置される。【００１９】
また、フィルタ４の下流側であってＮＯｘ触媒５の上流側の排気通路２には、排気中に尿素水を供給する尿素供給弁８が取り付けられている。尿素供給弁８は、後述するＥＣＵ１０からの信号により開弁して排気中へ尿素水を噴射する構成となっており、当該構成が、本発明に係る還元剤供給部に相当する。なお、尿素供給弁８から排気へ供給された尿素水は、排気の熱で加水分解されアンモニア（ＮＨ３）となり、ＮＯx触媒５に吸着する。この吸着されたＮＨ３が、ＮＯｘ触媒５に順次流れ込んでくる排気中のＮＯｘを還元させる。【００２０】
さらに、酸化触媒３の上流側の排気通路２には、排気中に内燃機関１の燃料を添加する燃料添加弁６が設置されており、ＥＣＵ１０からの信号により開弁して排気中へ燃料（ＨＣ）を噴射する構成となっている。燃料添加弁６によって排気へ添加された燃料は、酸化触媒３によって酸化され、以て排気温度が上昇されることで、フィルタ４に捕集されたＰＭの燃焼を促進し、いわゆるフィルタ４の捕集機能の再生（以降、「フィルタ再生」という）が図られる。また、酸化触媒３の下流側に、該酸化触媒３から排出される排気の温度を検出する温度センサ７が設置され、その検出値がＥＣＵ１０へ渡されるように該ＥＣＵ１０と電気的に接続されている。【００２１】
以上述べたように構成された内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための電子制御ユニットであるＥＣＵ１０が併設されている。このＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態を制御するユニットである。このＥＣＵ１０で制御プログラムが実行されることで、内燃機関１の排気浄化に必要な様々な処理が実現される。また、ＥＣＵ１０には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル１１を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検知するアクセル開度センサ１２、および機関回転数を検知するクランクポジションセンサ１３が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がＥＣＵ１０に入力される。これらの入力信号に基づいて、ＥＣＵ１０は、内燃機関１の運転状態（負荷変動、回転数変動等）を把握することが可能となる。【００２２】
一般に、ＮＯｘ触媒５で行われるＮＯｘの還元反応は、以下の通りである。
６ＮＯ２＋８ＮＨ３→７Ｎ２＋１２Ｈ２Ｏ・・・式（１）
４ＮＯ＋４ＮＨ３＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ・・・式（２）
ＮＯ＋ＮＯ２＋２ＮＨ３→２Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ・・・式（３）【００２３】
これらのＮＯｘの還元反応の中で、式（３）で示す還元反応は比較的低温側で行われるため、効率的なＮＯｘ浄化を行う上で好ましい還元反応である。そして、式（３）で示される反応によれば、理論的にはＮＯとＮＯ２とが等しい量だけ還元される。つまり、式（３）で示す反応が主に起こる温度の範囲では、ＮＯとＮＯ２との比が１対１のときにＮＯｘの還元効率が最大となる。このため、酸化触媒３において、ＮＯとＮＯ２との比が可及的に１対１に近づくように、排気中のＮＯをＮＯ２に酸化すべく、その酸化能が決定されている。【００２４】
ここで、酸化触媒３は、塩基性の担体に、酸化能を発揮する貴金属が担持されて形成されている。具体的には、BaxAlyOz、MgxAlyOz、CexAlyOz、LaxSiyOz等（各担体におけるx,y,zの値は、０ではない値である。）の塩基性を示す担体に、貴金属Pt、Pd、Rh等が担持されることで、酸化触媒３が形成されている。このような塩基性担体には、酸化能を発揮するための貴金属を微粒化した状態で担持する効果がある一方で、担体自体が塩基性であるため、酸化触媒全体としては、その酸化能は抑制された状態となっている。したがって、酸化触媒３では、担体の塩基性により抑制された状態にある酸化能が、酸化触媒３に流れ込む排気中のＮＯとＮＯ２との比率が可及的に１：１となり得るように、たとえば例示した４種類の担体における組成比率x,y,zの値が適宜調整されることになる。【００２５】
そして、このように構成される酸化触媒３は、排気に晒されることで経時的にＳＯｘ被毒が進行し、担体の表面における塩基性が低下することとなる。ここで、この塩基性担体の表面近くには貴金属が担持されていることから、酸化触媒３でＳＯｘ被毒が進行すると、その結果として、貴金属による酸化能が活性化されることとなる。【００２６】
ここで、上記の酸化触媒３における、ＳＯｘ被毒前後での当該酸化触媒３の酸化能の変化を図２に示す。図２の上段(a)図では、本発明に係る酸化触媒での酸化能の変化、具体的には担体がMgxAlyOzであって、担持される貴金属がPtである場合の酸化能の変化が示されている。図の縦軸は、酸化能を示すＮＯからＮＯ２への酸化効率の値であり、出願人によって行われた実験により得られた。なお、図中の「ＳＯｘ被毒後」とは、酸化触媒３を所定時間排気に晒し続けたときの、あるＳＯｘ被毒状態を表わすものである。酸化触媒３でのＳＯｘ被毒状態は、その晒される時間に応じて変化することから、図２(a)で示されるのは、あくまでも一例として排気にある時間晒されることで生じたＳＯｘ被毒状態での酸化能の変化である。このように、酸化触媒３においては、ＳＯｘ被毒が進行することで、その酸化能が上昇する。なお、MgxAlyOz以外のBaxAlyOz、CexAlyOz、LaxSiyOz等による塩基性担体においても、同様に、ＳＯｘ被毒の進行に応じた酸化能の上昇の傾向が見出された。【００２７】
これに対して、従来技術で一般的に採用されている非塩基性の担体により貴金属が担持された構成を有する酸化触媒での、ＳＯｘ被毒前後での酸化能の変化を、図２の下段(b)図に示す。このように従来技術に係る酸化触媒では、ＳＯｘ被毒が進行するに従ってその酸化能は低下していく。その結果、ＮＯからＮＯ２への酸化反応が良好に行われず、最終的にＮＯｘ触媒５に流れ込む排気中での、ＮＯとＮＯ２の比率は、好適なＮＯｘの還元反応が期待できる値から離れていくこととなる。【００２８】
そこで、本発明に係る内燃機関１の排気浄化装置では、上述したように従来技術では知られていなかった酸化触媒３の酸化能の変化、すなわち酸化触媒３でのＳＯｘ被毒が進行するに従って、その酸化能が活性化されるという知見に基づいて、ＮＯｘの還元浄化が実現される。具体的には、図３に示す排気浄化処理がＥＣＵ１０によって実行される。この排気浄化処理は、原則的に内燃機関１が稼働している間は、繰り返し実行される。【００２９】
先ず、Ｓ１０１では、酸化触媒３のＳＯｘ被毒量が推定される。たとえば、後述するＳ１０６でのリセットを起点とした、内燃機関１の負荷変動やリセットからの経過時間等に基づいて、内燃機関１から排出された排気の総量を算出し、当該排気総量に基づいて酸化触媒３で蓄積されたＳＯｘ被毒量の推定が行われる。より詳細には、排気総量と酸化触媒３でのＳＯｘ被毒量とが関連付けられた制御マップをＥＣＵ１０が有しており、当該マップにアクセスすることで、酸化触媒３のＳＯｘ被毒量の推定が行われる。また、別法として、酸化触媒３のＳＯｘ被毒量を推定するために燃料添加弁６から所定量の燃料を排気へ添加し、酸化触媒３で生じる排気の温度上昇を温度センサ７で検出することで、酸化触媒３の酸化能の変化、すなわち酸化触媒３でのＳＯｘ被毒量の推定を行うようにしてもよい。このＳ１０１による処理が、本発明に係る被毒検出部に相当する。Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２へ進む。【００３０】
Ｓ１０２では、フィルタ４におけるＰＭの堆積量の推定が行われる。たとえば、後述するＳ１０５でのフィルタ再生処理の完了を起点とした、内燃機関１の負荷変動や当該完了時点からの経過時間等に基づいて、内燃機関１から排出された排気の総量を算出し、当該排気総量に基づいてフィルタ４で捕集されたＰＭ量の推定が行われる。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。【００３１】
Ｓ１０３では、Ｓ１０１で推定された酸化触媒３のＳＯｘ被毒量に応じて、尿素供給弁８からの排気への尿素水供給が行われる。上述したように、本発明に係る酸化触媒３においては、そこでＳＯｘ被毒が進行するに従って、酸化触媒としての酸化能は活性化されるという特性が示される。そこで、Ｓ１０３における尿素水の供給は、図４に示すように、酸化触媒３のＳＯｘ被毒量が大きくなるに従って尿素供給量が減量されるように行われる。従来技術に係る酸化触媒（図２(b)の特性を示す酸化触媒）では、ＳＯｘ被毒が進行するに従ってＮＯからＮＯ２への酸化反応が行われにくくなり、その結果、ＮＯｘ触媒でのＮＯｘの還元効率が低下していくことになるが、本発明に係る酸化触媒３では、ＳＯｘ被毒の進行により酸化触媒３の酸化能が活性化されるため、従来のようにＮＯｘ触媒５でのＮＯｘの還元効率が悪化することは回避される。かえって、ＳＯｘ被毒の進行により酸化能の活性化により、ＮＯ２の生成能力は好適に維持されるため、ＮＯｘ触媒５での上記式（３）に従ったＮＯｘの還元反応もより好適に維持され、その結果、尿素供給弁８から排気へ供給される尿素水の量を減量させても、ＮＯｘ触媒５でのＮＯｘの還元反応を十分に起こすことが可能である。Ｓ１０３の処理が終了すると、Ｓ１０４へ進む。【００３２】
Ｓ１０４では、Ｓ１０２で推定されたフィルタ４でのＰＭの堆積量に基づいて、当該フィルタ４の再生処理が必要か否かが判定される。具体的には、推定されたＰＭ堆積量が基準の堆積量を超えている場合は、再生処理が必要と肯定判定され、そうではない場合は、再生処理は必要ではないと否定判定される。Ｓ１０４で肯定判定されるとＳ１０５へ進み、否定判定されるとＳ１０１以降の処理が繰り返される。【００３３】
Ｓ１０５では、フィルタ再生処理として、燃料添加弁６から所定量の燃料が排気へ添加され、酸化触媒３で排気昇温が実行されて、フィルタ４に堆積しているＰＭの酸化除去が行われる。Ｓ１０５の処理が終了するとＳ１０６へ進む。Ｓ１０６では、Ｓ１０１で行われる酸化触媒３でのＳＯｘ被毒量のリセットが行われ、その後、再びＳ１０１以降の処理が行われる。このＳ１０６の処理は、Ｓ１０５でフィルタ再生処理が行われるとき、燃料添加による酸化触媒３での燃料の酸化によって、当該酸化触媒３自体の温度も上昇し、その際に酸化触媒３におけるＳＯｘ被毒状態が解消することを考慮したものである。したがって、本発明に係る内燃機関１の排気浄化装置では、フィルタ４の再生処理が行われるとともに、酸化触媒３のＳＯｘ被毒の回復も行われることを踏まえて、定常的なＮＯｘ触媒５によるＮＯｘの還元浄化のための尿素水の供給量を決定する、酸化触媒３のＳＯｘ被毒量をリセットするものである。これにより、再びＳ１０１以降の処理が行われるとき、より正確な尿素水の供給が可能となる。【００３４】
ここで、図３に示す排気浄化処理が実行されたときの、酸化触媒３の酸化能の推移、尿素供給弁８による尿素水の供給量の推移、そして酸化触媒３に蓄積される尿素の推移を、同じ時間軸に合わせて実線で図５に示す。図５中、「フィルタ再生時」と記載されたタイミングは、上記排気浄化処理でのＳ１０５の処理が開始されたタイミングである。酸化触媒３においてＳＯｘ被毒がまだ生じていない状態での、その酸化能が最小酸化能として記載されている。酸化触媒３では、内燃機関１の運転時間が経過するに従い、ＳＯｘ被毒が進行し、その酸化能が上昇していく。この酸化能の推移に対応するように、尿素供給弁８から排気へ供給される尿素水の量は、酸化触媒３においてまだＳＯｘ被毒が生じていない状態を最大供給量として、内燃機関１の運転時間が経過するに従い供給量は減少していき、フィルタ再生時においては、供給量は最少となる。このように、尿素水の供給量を徐々に減少させても、ＮＯｘ触媒５によるＮＯｘの還元効率は好適な状態を維持可能であることは上述の通りである。【００３５】
このような尿素水の供給量の推移を経ることで、ＮＯｘ触媒５によるＮＯｘの還元効率を好適に維持しながらも、ＮＯｘ触媒５において蓄積されていく尿素量は、フィルタ再生時に向かって徐々に減少していくことになる。この結果、ＮＯｘ触媒５に蓄積された尿素が、その下流に流れ出すのを確実に抑制することが可能となる。【００３６】
なお、従来技術に係る酸化触媒（図２(b)の特性を示す酸化触媒）では、その酸化能の低下に応じて排気への尿素水の供給量を増量していたため、図５下段において点線で示すように、フィルタ再生時には、ＮＯｘ触媒で蓄積される尿素量が極めて多くなり、その尿素が下流に流れ出す可能性が高くなる。この点を踏まえると、本発明に係る酸化触媒３とともにＮＯｘ触媒５を採用した内燃機関１の排気浄化装置は、従来技術には見いだせない有用な排気浄化を可能とするものと言える。【００３７】
また、上記の実施例では、ＮＯｘ触媒５におけるＮＯｘ還元のための還元剤に尿素水を使用したが、ＮＯｘ触媒５において有効なＮＯｘ還元が可能な限りにおいて、これに代えて内燃機関１の燃料を還元剤として使用してもよい。【００３８】
また、図１に示す内燃機関１の排気浄化装置において、酸化触媒３を、フィルタ４によって捕集されたＰＭを酸化除去する点に主眼をおいて捉えてもよい。すなわち、酸化触媒３においては、ＳＯｘ被毒が進行するに従ってその酸化能が活性化されるため、排気中のＮＯが効率的にＮＯ２へ酸化され、フィルタ４へより多くのＮＯ２を供給することが可能となる。その結果、フィルタ４に捕集されているＰＭをこのＮＯ２によって効果的に酸化除去することができ、フィルタ４によるＰＭの捕集能力の低下を遅らせることが可能となる。このように、フィルタ４のＰＭの捕集能力の維持の観点からも、本発明に係る酸化触媒３は有用と言える。【００３９】
なお、このように酸化触媒３の、フィルタ４のＰＭ捕集能力維持への貢献の程度が大きいと考えられる場合には、図３に示した排気浄化処理のＳ１０２の処理において、酸化触媒３から送り込まれるＮＯ２による酸化除去分を踏まえて、フィルタ４に堆積しているＰＭ量を推定するようにしてもよい。これにより、適切なタイミングでＳ１０５のフィルタ再生処理を実行することが可能となる。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・・内燃機関
２・・・・排気通路
３・・・・酸化触媒（上流側酸化触媒）
４・・・・フィルタ
５・・・・ＮＯｘ触媒（選択還元型ＮＯｘ触媒）
６・・・・燃料添加弁
７・・・・温度センサ
８・・・・尿素供給弁
１０・・・・ＥＣＵ
１１・・・・アクセルペダル
１２・・・・アクセル開度センサ
１３・・・・クランクポジションセンサ
【図１】
2011125205.tif 000003
【図２】
2011125205.tif 000004
【図３】
2011125205.tif 000005
【図４】
2011125205.tif 000006
【図５】
2011125205.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成22年10月8日(2010.10.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた選択還元型ＮＯｘ触媒と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒の上流側の前記排気通路に設けられた酸化機能を有する触媒であって、その酸化用の貴金属を担持する担体が塩基性担体で形成された上流側酸化触媒と、
前記選択還元型ＮＯｘ触媒に流入する排気に還元剤を供給する還元剤供給部と、
を備え、
前記上流側酸化触媒は、ＳＯｘ被毒していない状態において、その酸化能がＳＯｘ被毒が進行している状態と比べて最も低くなるように形成されている、内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
前記上流側酸化触媒のＳＯｘ被毒の被毒量を検出又は推定する被毒検出部を更に備え、
前記還元剤供給部は、前記被毒検出部によって検出又は推定される前記上流側酸化触媒のＳＯｘ被毒量が大きくなるに従い、前記排気への還元剤の供給量を減少させる、
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記還元剤は、アンモニア由来の化合物、アンモニアを含む組成物、または前記内燃機関の燃料のうち少なくとも何れかである、
請求項１又は請求項３に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【国際調査報告】
2011125205.tif 000008
2011125205.tif 000009